2021届河北省衡水市衡水中学高三(上)11月物理试题

物理试卷
考试说明：本次考试时间110分钟；总分110分。

选择题把正确的答案涂答题卡上；主观题用书写黑色的签字笔在答题纸上作答。

Ⅰ卷
一、选择题：本题共15小题，为不定项选择，每题4分；部分2分，共60分。

1. 四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如下图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲车做直线运动，乙车做曲线运动
B. 这四辆车均从静止开始运动
C. 在20t ～时间内，丙、丁两车在时刻2t 相距最远
D. 在20t ～时间内，丙、丁两车间的距离先增大后减小 【答案】C
2. 如图所示，带正电的小球A 用竖立在地面上的绝缘杆支撑，
带正电的小球B 用绕过A 球正上方的定滑轮的绝缘细线拉着，开始时A 、B 在同一水平线上并处于静止，不计两个小球的大小。

现用手拉细线使小球B 缓慢向上移动，小球B 在向上移动过程中A 、B 两球的带电量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B 球缓慢移动一小段距离的过程中（ ）
A. A 、B 两球间的距离在减小
B. 小球B 的运动轨迹是一段圆弧
C. 细线上的张力一直减小
D. 细线上的张力可能先变小后变大
【答案】BC
3. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，MN为轨道短轴的两个端点，运行的周期为0T，若只考虑海王星和太阳之间相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（）
T
A. 从P到M所用的时间小于0
4
B. 从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C. 从P到Q阶段，动能逐渐变小
D. 从M到N阶段，万有引力对它先做正功后做负功
【答案】AC
4. 如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向．则两个过程( )．
A. 物体动能变化量相同
B. 物体机械能变化量相同
C. F1做的功与F2做的功相同
D. F1做功的功率比F2做功的功率大
【答案】AB
5. 质量相等的均匀柔软细绳A 、B 平放于水平地面上，细绳A 较长。

分别捏住两绳中点缓慢提起，使它们全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为A h 、B h ，上述过程中克服重力做的功分别为A W 、B W 。

以下说法正确的是（ ）
A. 若A B h h =，则一定有A B W W =
B. 若A B h h ＞，则可能有A B W W ＜
C. 若A B h h <，则可能有A B W W =
D. 若A B h h ＞，则一定有A B W W ＞
【答案】B
6. 要使小球A 能击中离地面H 高的小球P,设计了甲、乙、丙、丁四条内外侧均光滑轨道，如图所示．甲为高度小于H 的倾斜平直轨道，乙丙丁均为圆轨道，圆心O 如图所示．小球从地面出发，初速度大小都为
02v gH =,在甲轨道中初速度方向沿斜面，在乙、丙、丁轨道中初速度方向均沿轨道的切线方向，则小球
A 经过哪种轨道后有可能恰好击中P 球（ ）
A. 轨道甲和轨道丁
B. 轨道乙和轨道丁
C. 轨道丙和轨道丁
D. 只有轨道丁 【答案】D
7. 如图所示，在倾角为30°
的斜面上的P 点钉有一光滑小铁钉，以P 点所在水平虚线将斜面一分为二，上部光滑，下部粗糙。

一绳长为3R 轻绳一端系与斜面O 点，另一端系一质量为m 的小球，现将轻绳拉直小球从A 点由静止释放，小球恰好能第一次通过圆周运动的最高点B 点，已知OA 与斜面底边平行，OP 距离为2R ，且与斜面底边垂直，则小球从A 到B 的运动过程中（ ）
A. 合外力做功
1
2
mgR B. 重力做功mgR C. 克服摩擦力做功3
4
mgR D. 机械能减少1
4
mgR 【答案】D
8. 有一个固定的光滑直杆与水平面的夹角为53°
，杆上套着一个质量为m =2kg 的滑块A （可视为质点），用不可伸长的轻绳将滑块A 与另一个质量为M =2.7kg 的物块B 通过光滑的定滑轮相连接，细绳因悬挂B 而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其长度10
m 3
L =
，P 点与滑轮的连线同直杆垂直（如图所示），现将滑块A 从图中O 点由静止释放，（整个运动过程中B 不会触地，2
10m /s g =），下列说法正确的是（ ）
A. 滑块A 运动到P 点时加速度为零
B. 滑块A 由O 点运动到P 点的过程中，物块B 机械能增加
C. 滑块A 经过P 点的速度大小为52m/s
D. 滑块A 经过P 14m/s 【答案】C
9. 一个质量为0.5 kg 的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1m/s ，与地面作用0.1s 后以等大的动量被反
弹．小钢球在与地面碰撞的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 小钢球重力的冲量是0.1 kg·m/s
B. 若选向上为正方向，则小钢球的动量变化是1 kg·m/s
C. 若选向上为正方向，则小钢球受到的合力冲量是－1 N·s
D. 若选向上为正方向，则小钢球的受到的合力为5N
【答案】B
10. 如图所示，半径为R=0.4m的圆形光滑轨道固定在竖直平面内，圆形轨道与光滑固定的水平轨道相切．可视为质点的质量均为m=0.5kg的小球甲、乙用轻杆连接，置于圆轨道上，小球甲与圆心O点等高，小球乙位于圆心O的正下方．某时刻将两小球由静止释放，最终它们在水平面上运动．g=10m/s2.则( )
A. 两小球最终在水平面上运动的速度大小为2m/s
B. 甲小球下滑到圆形轨道最低点时重力的功率为10W
C. 甲小球下滑到圆形轨道最低点时对轨道压力的大小为5N
D. 整个过程中轻杆对乙做的功为1J
【答案】AD
11. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力．若不计空气阻力, 则在整个上升过程中,下列关于物体的速度大小v、机械能E、重力势能E p、动能E k随时间变化的关系中,大致正确的是(取地面为零势面）（）
A. B.
C. D.
【答案】D
12. 如图甲所示，
长木板B 放在光滑的
水平面上，质量为m =4kg 的小物块A 可视为质点，以水平速度v 0=3m/s 滑上原来静止的长木板B 的上表面，由于A 、B 间存在摩擦，导致A 、B 的速度随时间变化情况如图乙所示，取g =10m/s 2，则下列说法正确的是
A. A 、B 之间的滑动摩擦因数为0.1
B. 物块A 克服摩擦力做功为16J
C. 木板B 获得的最大动能为2J
D. A 、B 系统产生的热量为12J 【答案】BD
13. 如图所示，一轻质弹簧固定在光滑杆的下端，弹簧的中心轴线与杆重合，杆与水平面间的夹角始终为60°，质量为m 的小球套在杆上，从距离弹簧上端O 点的距离为02x 的A 点静止释放，将弹簧压至最低点B ，压缩量为0x ，不计空气阻力，重力加速度为g 。

下列说法正确的是（ ）
A. 小球从接触弹簧到将弹簧压至最低点B 的过程中，其加速度一直减小
B. 小球运动过程中最大动能可能0mgx
C. 弹簧劲度系数大于
3
mg
D. 弹簧最大弹性势能为
033
mgx 【答案】CD
14. 如图所示，足够大的绝缘水平面上有一质量为m 、电荷量为q -的小物块（视为质点）
，从A 点以初速度0v 水平向右运动，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。

在距离A 点L 处有一宽度为L 的匀强电场区，电场强度方向水平向右，已知重力加速度为g ，场强大小为2mg
E q
μ=。

则下列说法正确的是（ ）
A. 适当选取初速度0v ，小物块有可能静止在电场区
B. 适当选择初速度0v ，小物块可能回到A 点
C. 要使小物块穿过电场区域，初速度0v 的大小应大于22gL μ
D. 若小物块能穿过电场区域，小物秧在穿过电场区的过程中，机械能减少3mgL μ 【答案】CD
15. 如图所示，倾角为370的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m=1 kg 的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图所示，取沿传送带向上为正方向，g= 10 m/s 2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．则下列说法正确的是 ( )
A. 物体与传送带间的动摩擦因数为0. 75
B. 0～8 s 内物体位移的大小为14 m
C. 0～8 s 内物体机械能的增量为84 J
D. 0～8 s 内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J 【答案】BD
二、实验题：（16题2分，17题10分，共12分）
16. 某同学用“探究功与速度变化的关系”实验中的装置，测小滑块与桌面间的动摩擦因数，如图甲所示，水平桌面离地面高度为h ，将橡皮筋的两端固定在桌子边缘，并且使橡皮筋恰好伸直，将小滑块置于橡皮筋的中点，垂直桌边缘水平向左移动距离s ，使橡皮筋产生形变，由静止释放后，小滑块飞离桌面，测得其平抛的水平射程l ．改变橡皮筋的条数，重复实验．不计空气阻力，重力加速度为g ．
(1)某次实验中，小滑块离开桌面后的水平射程为l ，则该次实验中小滑块离开桌面时的速度可表示为_________(使用题中所给物理量的符号表示)；
(2)取橡皮筋对小滑块做W 为横坐标，小滑块离开桌面后的水平射程l 的平方(2l )为纵坐标，描点得到一条直线如图乙所示，直线与横轴的截距为b ，斜率为k ，则小滑块与桌面间的动摩擦因数可表示为_________(使用题中所给物理量的符号表示)． 【答案】 (1). (1)2g
h
(2). (2)4b sh
17. 某学习小组用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，质量均为M 的物体A 和B 系在轻质细绳两端跨
过光滑轻质定滑轮，每个钩码的质量均为0m ，物体A 上固定一轻质挡光片，挡光片下方h 处固定一光电门，用来测量物体上的挡光片通过该处的时间t ．
（1）某同学用游标卡尺测量挡光片的宽度d ，测量结果如图乙所示，则挡光片宽度为_____cm ．
（2）在物体A 下面挂上一个钩码，让A 、B 及钩码组成的系统由静止释放，测出挡光片通过光电门的时间1t ，则挡光片通过光电门的速率为___________（用题中给出的符号表示）．
（3）依次增加物体A 下方钩码个数，让物体A 由同一位置释放，分别测出挡光片通过光电门的时间
2
t
、3t 、4t …；
（4）设物体A 下方所挂钩码个数为n ，根据（3）中所测时间，描点作出2
1n
t
-图象如图丙所示，若在误差
允许范围内满足图象斜率k=____，截距b ＝_____（均用题中符号表示），则证明机械能守恒定律成立． （5）由于系统运动过程中要受到摩擦及空气阻力，若认为挂不同个数钩码时阻力相同，则实际描点作出的图象斜率会__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）． 【答案】 (1). 0.860 (2).
1
d t (3).
02gh m M d (4). 0
2m M
(5). 偏小 18. 如图所示，倾角为30θ=︒坡道顶端距水平面高度2m h =质量0.3kg m =的小物块A （可视做质点）从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失．为使A 制动，將轻弹簧的一端固定在光滑水平滑道延长线M 处的墙上，另一端恰位于滑道的末端O 点．已知物块A 与斜面间的动摩擦因数3
μ=，重力加速度2
10m/s g =．求:
(1)物块在刚接触弹簧的时的动能；
(2)若物块A 能够被弹回到坡道上．则它能够上升的最大高度是多少． 【答案】(1)3J k E = (2)12m 3
h =
19. 如图所示，是一儿童游戏机的简化示意图。

光滑游戏面板与水平面成一夹角θ，半径为R 的四分之一圆弧轨道BC 与长度为8R 的AB 直管道相切于B 点，C 点为圆弧轨道最高点（切线水平），管道底端A 位于斜面底端，轻弹簧下端固定在AB 管道的底端，上端系一轻绳，绳通过弹簧内部连一手柄P 。

经过观察发现：轻弹簧无弹珠时，其上端离B 点距离为5R ，将一质量为m 的弹珠Q 投入AB 管内，设法使其自由静止，测得此时弹簧弹性势能1sin 20P E mgR θ=
，已知弹簧劲度系数10sin mg k R
θ
=。

某次缓慢下拉手柄P 使弹簧压缩，后释放手柄，弹珠Q 经C 点被射出，弹珠最后击中斜面底边上的某位置（图中未标出），根据击中位置的情况可以获得不同的奖励。

假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠可视为质点。

直管AB 粗细不计，求：
(1)调整手柄P 的
下拉距离，可以使弹珠Q 经BC 轨道上的C 点射出，落在斜面底边上的不同位置，其中与A 的最近距离是多少？
(2)若弹珠Q 落在斜面底边上离A 的距离为10R ，弹珠Q 离开弹簧前的最大速度是多少？
【答案】(1)32R R +；83
sin 5
gR θ20. 如图所示，传送带与水平面之间的夹角30θ=︒，其上A 、B 两点间的距离L =5m ，传送带在电动机的带动下以v =1m/s 的速度匀速运动，现将一质量m =10kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A 点，已知小物体与传送之间的动摩擦因数3
μ=
A 点传送到
B 点的过程中，求：（取210m /s g =）
(1)物体从A 到B 运动的时间； (2)传送带对小物体做的功； (3)电动机多做的功。

【答案】(1)5.2s ；(2)255J ；(3)270J
21. 如图甲所示，弯曲部分AB 和CD 是两个半径都为R 1=0.3m 的光滑圆弧轨道，中间的BC 段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径)，分别与上下圆弧轨道相切连接，BC 段的长度L 为0.2m ．下圆弧轨道与光滑水平地面轨道相切，其中D 、A 分别是上下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内．质量m=0.3kg 的小球以一定的初速度从A 点水平进入轨道（计算结果可以用根式表示）
(1)如果小球从D 点以5m/s 的速度水平飞出，求落地点与D 点的水平距离;
(2)如果小球能从D 点以5m/s 的速度水平飞出，求小球过A 点时对A 点的压力大小;
(3)如果在D 点右侧平滑连接一半径R 2=0.4m 的半圆形光滑轨道DEF ，如图乙所示，要使小球在运动过程中能不脱离轨道，求初速度大小的范围.
【答案】(1)2x m = (2)44N N '= (3)110m/s v ≤或225m/s v ≥。